科技创新

量子点技术可以改善液晶电视

新的量子点技术旨在使液晶电视更加丰富多彩和高效节能,而且成本低于OLED显示器和其他色域提升方法。 /

如果液晶电视在未来几年开始变得更加多彩和节能,这可能要归功于量子点电视显示领域的先驱QD Vision。

量子点是可以调整的发光半导体纳米晶体 - 通过改变它们的尺寸(纳米纳米)来发射可见光谱中的所有颜色。

通过将这些点调整为红色和绿色,并使用蓝色背光源激发它们,QD Vision开发了一种光学元件,可将液晶电视的色域提高约50%,并将能效提高约20%。

去年6月,索尼在其数百万台Bravia“Triluminos”电视机上使用了QD Vision的产品Color IQ,这是有史以来第一款商业量子点显示器。 9月,中国电子制造商TCL开始将Color IQ应用于某些型号。

目前这些技术仅在中国提供,“因为电视机市场的增长很快,”QD Vision联合创始人兼首席技术官Seth Coe-Sullivan博士说,他在麻省理工学院共同发明了这项技术。 。但是在几个月内,他表示,这些展示将“推向世界其他地方”。

更换灯泡

在传统的液晶电视中,像素被白色LED背光照亮,该背光通过蓝色,红色和绿色滤光片在屏幕上产生颜色。

但这实际上需要荧光粉将蓝光转换为白光;由于这个过程,失去了许多光线,并且显示仅达到全国电视标准委员会色域的70%至80%。制造商可以通过采用更多的LED来增强色彩,但这样做成本更高,需要更多的能源来运行。

Color IQ是一个薄玻璃管,充满了调整为红色和绿色的量子点,这是在合成过程中实施的。制造商在背光中使用蓝色LED,但不需要转换荧光粉。当蓝光通过Color IQ灯管时,一些光线会像纯蓝光一样闪耀,而另一些则被点状物吸收并重新发射,如纯红色和纯绿色。

随着更多光线穿过像素,配备Color IQ的LCD电视可以产生100%的色域,比任何其他技术都具有更高的功率效率。

“价值主张是你没有改变显示器,你所做的只是取代灯泡,但整个显示器看起来好多了。颜色更加鲜艳 - 被称为更饱和 - 让您生成更可信的图像,“QD Vision联合创始人兼科学顾问Vladimir Bulovic说道,他是麻省理工学院新兴技术主任Fariborz Maseeh,领导MIT创新计划。

绿色从“摇篮到坟墓”

虽然QD Vision旨在为消费者带来更多色彩饱和的显示屏,但Color IQ也具有积极的环境影响,该公司于10月份获得了美国环境保护署颁发的总统绿色化学挑战奖。

根据美国环保局的资料,在开发其Color IQ(代替显示器中的荧光粉)的同时,该公司开发出了更为绿色的合成产品。该合成涉及用危险性较低的长链烃代替烷基膦溶剂,并用较少有害物质代替镉和锌构建块。

这样每年在美国的生产中就消除了40,000加仑的有毒溶剂和100公斤的有毒镉废物。在2000万台电视机中使用这些组件预计将在全球每年节省6亿千瓦小时的电力 - 足够的电力为50,000个平均美国家庭提供电力。

Coe-Sullivan说:“我们已经能够表现出摇篮到坟墓,从我们使用的材料到我们如何制作它,让它休息,以及环境好处。”

其他称作有机发光二极管(OLED)显示器的技术使用有机化合物来达到100%的色域 - 但它们的生产成本非常昂贵。 Coe-Sullivan表示,使用Color IQ制作的液晶电视同样丰富多彩,但制作成本少了几百美元,效率更高。

点亮显示,然后返回

QD Vision的技术始于十多年前的麻省理工学院。当时是电子工程和计算机科学博士学位的Coe-Sullivan正在与Bulovic和Lester Wolfe化学教授Moungi Bawendi的学生合作,将量子点实现到电子设备中。

在由MIT Deshpande技术创新中心资助的一项研究中,QD Vision联合创始人乔纳森斯特克尔博士'06等Coe-Sullivan等人开发了量子点LED(QLED)的开创性技术。为此,他们在两层有机薄膜之间夹着一层几纳米厚的量子点。带电时,点亮的灯泡比传统设备高25倍。

最终的论文在2002年发表在Nature上,成为量子点器件领域的一个里程碑。 “很快风险投资家就会打电话给弗拉基米尔,问我们是否会让一家公司离开,”科伊沙利文说。

Coe-Sullivan开始考虑创办公司的想法。然后,在麻省理工学院创业马丁信托中心举行的鸡尾酒会上与QD Vision的联合创始人Greg Moeller MBA '02共同迎接参加一个鸡尾酒会 - 加快速度。早在傍晚时分,两人就开始讨论Coe-Sullivan的QLED进展;他们很快就在13号楼的一个实验室里整夜熬夜,充实了商业战略。

在那次谈话之后,Coe-Sullivan参加了15.390(New Ventures),以进一步发展商业模式。 “这导致了销售和营销计划以及产品创建的更严格形成,”他说。 2004年,Coe-Sullivan,Bulovic,Moeller,Steckel和导师Joe Caruso共同推出了QD Vision。

2010年,公司与合作伙伴Nexxus Lighting一起推出了第一款QD灯泡产品。然而,实现这个100美元的灯泡很快就需要以10美元的价格出售才能保持竞争力,QD Vision认为它需要一个新的市场:量子点显示器。 Coe-Sullivan表示:“从[从照明到显示器]进行这样的转换测试了所涉及的人们的神经,从上到下,”。 “QD Vision的故事是许多紧张的时刻之一,而这正是其中之一。”

将所有资源汇集到显示器中,该公司最终吸引了索尼的眼球,并于去年成为第一个使用量子点显示器进行销售的公司。今天,QD Vision仍然是仅有的两家看到其产品投放市场的量子点显示器公司之一。

现在,随着商业用途的急剧增加,量子点技术有望渗透到显示器产业,Coe-Sullivan说。亚马逊与Color IQ供电的液晶电视一起,去年发布了量子点Kindle,而华硕则拥有量子点笔记本。 “而且这些量子点之间没有什么不能解决的问题,”他说。

Coe-Sullivan补充道,未来QD Vision甚至可能会倒退并解决其首个挑战:QD灯泡。 “市场已经稳定了很多,”他说。 “在某个地方,我们认为量子点照明有一个应用和价值主张。”

来源:麻省理工学院新闻Rob Matheson

图片:QD Vision提供